近期，中国地质科学院岩溶地质研究所在西南岩溶石漠化区生态恢复领域取得新进展。

岩溶石漠化生态系统植被恢复普遍面临土壤氮素匮乏的制约。豆科植物通过根瘤菌共生体系实现生物固氮作用，将惰性大气氮转化为可利用的铵态氮，因此在岩溶区生态恢复演替初期，豆科植物常作为先锋物种占据优势生态位。然而，不同豆科物种在促进土壤氮有效性方面存在显著种间异质性。除共生固氮外，豆科植物可能通过根际调控作用影响土壤氮循环关键过程，进而影响土壤氮有效性。这种植物-土壤互作对氮素有效性的调控路径及其影响机制仍未明晰，制约着石漠化治理中豆科植物的科学配置。

岩溶所科研人员通过系统研究云南岩溶断陷盆地石漠化区豆科植物和非豆科植物生长的氮限制程度和土壤氮转化过程，发现豆科植物生长的氮限制程度显著低于非豆科植物。豆科植物经过有效改善土壤环境，可提高土壤无机氮供应能力，进而增加氮有效性，能够缓解植物生长氮限制程度。当然，这种能力因物种类型不同有较大差异，土壤无机氮供应能力越大，豆科植物氮限制程度越低。因此，豆科植物在土壤氮循环和有效性中发挥着重要作用，对于石漠化区生态恢复初期植物群落物种的配置具有重要理论指导意义。

岩溶石漠化区豆科植物和非豆科植物氮限制及其影响机制概念图

近日，中国地质调查局海口海洋地质调查中心（以下简称“海口中心”）海岸带地质调查团队在粤东近岸海域表层沉积物碳、氮、磷的分布规律及污染评价研究方面取得新进展。

粤东是广东省经济发展的重要动力引擎，其近海海鲜养殖和旅游业尤受欢迎。但随着海岸带经济的快速发展，各滨海城市均面临着巨大的生态环境保护与治理的压力。为了解粤东河口及近岸海域表层沉积物中总有机碳（TOC）、总氮（TN）、总磷（TP）的分布特征及污染状况，海口中心海岸带地质调查团队以粤东近岸海域为研究对象，全面分析表层沉积物中TOC、TN、TP的含量分布情况，并对其环境污染状况进行评价。此外，该研究还对沉积物中有机质的来源进行了探讨，并对比研究了该区域近15年TOC、TN、TP含量及来源的变化。

研究结果显示：义丰溪河口、榕江河口、濠江河口、柘林湾和南澳岛养殖区为TOC、TN、TP主要富集区。TOC、TP含量分布具有空间异质性，表现为湾内及河口区域含量显著高于湾外及离岸海域。TN含量分布则呈现离岸海域高于近岸趋势。研究区表层沉积物中有机质主要以海源输入为主，要素之间具有显著正相关性，同时要素与粒径间相关性较好。研究区表层沉积物大部分为轻度污染状态，TOC、TP受危害等级为Ⅰ类，基本未构成污染，TN为Ⅱ类污染，处于受污染状况。本研究对了解粤东近岸海域表层沉积物现状与污染生态风险具有重要意义，可为当地近海海洋环境保护和治理提供科学依据，同时为海洋碳汇研究提供基础数据支撑。

该研究由海口中心海岸带地质调查团队林聪、王洋等合作完成，相关研究成果以“粤东近岸海域表层沉积物碳、氮、磷（TOC-TN-TP）分布规律及环境评价分析”为题发表于《水生态学杂志》期刊，得到中国地质调查项目（潮汕海岸带综合地质调查：DD20208013，惠州－汕尾海岸带自然资源综合调查DD20230415）的资助。

近日，自然资源部、广西壮族自治区岩溶动力学重点实验室在岩溶区水体水气界面碳循环研究方面取得新进展。 

岩溶区水体水气界面碳循环是受到广泛关注的全球内陆水体水气界面碳循环的重要组成部分，也是岩溶作用碳循环研究的重要内容，是定量准确评价流域岩溶碳汇效应的关键。但由于水体水气界面碳交换存在高度的时空异质性，使得准确量化水体水气界面碳通量存在着极大的不确定性和面临巨大的挑战，也给岩溶碳汇的准确评估带来极大的困难。针对上述科学问题，在国家自然科学基金，地质调查项目，广西自然科学基金，基本科研业务费项目的支持下，岩溶所蒲俊兵研究员团队利用自主设计的浮游静态箱和薄边界模型法两种方法，分别选择岩溶地下水补给的溪流、水库和流经岩溶区的大型河流作为研究区，进行不同时空尺度的野外监测研究，获得了新的科学认识。

对流经岩溶区的大型河流（桂江）的25个断面的监测研究表明，桂江水气界面二氧化碳交换表现出显著的季节和空间变化。桂江流域全年总体上为大气二氧化碳的源，但是在冬季，由于水生生物代谢过程和碳酸盐缓冲体系的影响，二氧化碳脱气受到极大的限制，甚至表现为大气二氧化碳的汇。由于在冬季二氧化碳脱气受到极大的限制，使得二氧化碳脱气占到流域无机碳通量的20.1%，形成了每年12.8万吨碳的碳汇通量。对以岩溶地下河为主要补给的（补给量占90%以上）的大龙洞水库的研究表明，大龙洞水库水气界面二氧化碳交换量表现出显著的季节变化和昼夜差异。大龙洞水库类似湖泊的“热分层效应”控制了二氧化碳脱气量的季节变化，在“热分层效应”显著的夏季，二氧化碳交换量受到抑制且出现显著的吸收大气二氧化碳的现象。相反，在冬季水库发生混合时，水库水气界面发生强烈的二氧化碳的脱气，其脱气量最高。此外，在“热分层效应”显著的夏季，二氧化碳脱气量昼夜变化差异较小，但是在翻库期间，二氧化碳脱气量昼夜变化差异较大。对以岩溶地下河为主要补给的（补给量占98%以上）的官村地表溪流的4个断面的研究表明，官村溪流水气界面二氧化碳交换表现出强烈的空间差异性，在1.3公里的距离内，二氧化碳交换量从源头的423.4毫克每平方米每小时急剧下降到最下游点的257.0毫克每平方米每小时，说明在岩溶地下河-溪流的体系中，当岩溶地下水转移到地表后会发生强烈且迅速的碳排放。官村溪流每年向大气释放21.75吨二氧化碳，但仅占流域无机碳损失通量的1.71-5.62%。同时，在官村溪流中降雨期的高分辨率监测研究表明，降雨期间受到水生光合生物新陈代谢过程的影响，溪流仍旧存在溶解无机碳的昼夜变化现象。计算表明，在降雨事件期间，溪流内沉水植物每天通过新陈代谢过程会形成5.6公斤的碳汇量。研究结果对于岩溶区溪流中沉水植物可以稳定碳酸盐岩风化作用的碳具有重要意义。

上述研究成果，强调了水生光合作用和碳酸盐缓冲体系在抑制岩溶水体中二氧化碳脱气方面的重要性，定量评估了具有高度时空异质性的水体二氧化碳交换通量，强调了要准确评估岩溶水体水气界面二氧化碳交换通量和碳汇量，必须根据其高度的时空异质性特征，改进监测方法，提高通量评估的准确性。该系列研究成果于近期发表在《Journal of Hydrology》（国际TOP期刊）、《Environmental Science and Pollution Research》、《Environmental Earth Sciences》等国际期刊上。

石漠化地区

石漠化地区三七种植基地

近日，由中国地质调查局岩溶地质研究所牵头的国家重点研发计划项目《喀斯特断陷盆地石漠化演变及综合治理技术与示范》正式启动。本项目将以国家石漠化治理工程区的蒙自、建水、泸西三个盆地为研究区，通过研发和集成喀斯特断陷盆地石漠化演变机理、水土漏失阻控、植被恢复、特色资源开发及生态衍生产业构建，建立喀斯特断陷盆地生态环境基础数据库、技术模式与方法库及信息共享平台等，形成断陷盆地生态安全评估技术体系，建立喀斯特断陷盆地综合治理理论与技术体系。

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中国在喀斯特生态及石漠化治理研究中居领先地位，石漠化治理仍需加强

项目首席科学家、岩溶所曹建华研究员介绍，喀斯特生态环境的脆弱性导致石漠化问题在世界不同喀斯特地区普遍存在。石漠化在中国西南、中南半岛、中东地区、地中海沿岸均有分布。除中国西南、中南半岛外，其他国家更多关注的是石漠化区的资源禀赋及其导致的干旱缺水问题，而对生态退化及修复关注较少。

中国在喀斯特生态及石漠化治理研究中居领先地位。我国从“十五”时期就开始了石漠化的治理工作，中国科学家连续组织实施5个IGCP项目，针对石漠化治理进行研究。在国家石漠化综合治理工程的努力下，我国石漠化面积由逐年增加变为逐年下降，总体趋势好转，西南地区石漠化土地总面积减少7.4%，植被盖度增加4.4%；生态产业得到大力培植与发展，实现200万人脱贫；岩溶地下水开发工程解决了部分人畜饮用水问题。

2015年4月，中共中央国务院发布《关于加快推进生态文明建设的意见》，明确提出继续推进石漠化综合治理。2016年3月，国务院发布的“十三五”规划纲要明确指出，荒漠化、石漠化、水土流失综合治理是推进国家重点区域生态修复的主要内容，标志石漠化综合治理工作又进入了新的阶段。

目前，我国石漠化治理在以下几方面仍需加强：石漠化演变机理研究需加强，断陷盆地类型区尤其薄弱；缺水问题没有得到根本解决，水资源利用效率有待提高；水土漏失的阻控技术尚未形成；石漠化区植被退化修复生态学机制有待阐明；特色生态产业物种配置，引进物种适应性及功能缺乏综合效益评价；断陷盆地石漠化治理模式和技术集成欠缺。

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我国断陷盆地石漠化治理起步晚，治理模式和技术相对单一，亟须实现理论突破和技术创新

尽管我国石漠化治理取得一定成效，然而，目前已开展的系列国家“973”计划、科技支撑计划和重点自然科学基金等国家重大项目主要集中在喀斯特高原和峰丛洼地区，断陷盆地鲜有涉及。

断陷盆地区是我国石漠化最为典型、程度最严重的地区之一，研究显示，我国断陷盆地石漠化面积比例达1.51万平方千米，占喀斯特面积高达32%，集中分布在我国的滇东和攀西一带。由于断陷盆地盆—山地形变化剧烈，气候反差大，降水偏少，蒸发量大，地下水埋藏深、水土资源分离、植被立地条件差等一系列特点，造成断陷盆地石漠化治理起步晚、投入少，导致一系列资源环境问题。

一是水土漏失加剧。调查结果显示，喀斯特地区土壤侵蚀以地下漏失为主，地下漏失模数占年均总土壤侵蚀的70%~80%。蒙自南洞地下河是水土漏失过程的典型代表，该地下河出口泥沙含量达0.77kg/m3，是南盘江的2.33倍。整个南洞流域水土流失总量为43.6万t/a，高原面土壤垂向漏失是造成地下河泥沙含量提高的主要原因。断陷盆地水土漏失严重威胁长江、珠江中下游经济区的生态安全。

二是水资源开发与利用不匹配，缺水困难没有根本解决。据调查，西南喀斯特区仍有6637万人存在饮水不安全问题，缺水人口达1947万人。目前完成的西南喀斯特区1：5万水文地质调查面积23万平方千米，可开发利用水资源量615亿立方米/年，但开采程度仅16%。断陷盆地地下水深埋，受制于技术手段落后，地下水勘探、开采、利用难度大，缺水问题仍十分严重。

断陷盆地地区隶属国家级连片特困地区——乌蒙山区和滇黔桂石漠化区，其中分布在滇东的国家级贫困县有24个，22个是喀斯特县。生态环境恶劣的石漠化区人口密度高，贫困人口近百万，贫困面大且程度深，是西南乃至全国扶贫攻坚的重点地区。

最新遥感数据显示，滇东—攀西断陷盆地重度石漠化面积呈增加的趋势。滇东—攀西地区隶属国家“两屏三带”生态安全屏障的黄土高原—川滇生态屏障，国家14个连片特困地区的乌蒙山区、滇黔桂石漠化区，影响着长江、珠江、澜沧江等国内、国际重要河流的生态安全，是我国重要的生态保护功能区。

相比其他喀斯特地貌类型区，我国断陷盆地石漠化治理在基础理论研究和治理关键技术研发方面相对薄弱，治理模式和技术单一，效果较差，存在着“地头水柜水不见，山高水深饮水难，水土流漏无措施，地下“红”河愁不清，山路崎岖生活艰，居民贫根难拔除”的现象，亟须实现理论突破和技术创新，形成科技支撑服务的、产学研用为一体的生态治理—生态产业协同发展的断陷盆地石漠化综合治理模式。

3

选择蒙自、建水和泸西3个典型研究区，拟解决3个重大科学问题

据曹建华介绍，《喀斯特断陷盆地石漠化演变及综合治理技术与示范》重点研发计划项目将由岩溶所牵头、联合中科院亚热带农业生态研究所、中国水利水电科学研究院、北京林业大学、云南省地质调查局等单位产学研用攻关，针对断陷盆地盆—山共存的环境地质结构、水土资源不匹配和石漠化严重等问题，选择断陷盆地典型、石漠化程度严重的蒙自、建水和泸西3个研究区开展研究工作。

三个研究区各有特点。其中，蒙自研究区为断陷盆地喀斯特发育强烈、水土流/漏失严重的典型代表，拟在该地区进行石漠化演变机理研究、水土流/漏失阻控技术和生态产业研发和示范。建水研究区气候干热，缺水严重，具有多级盆地结构特点，拟在该区进行地表—地下水联合调控、植被恢复及功能提升研究。泸西示范区，以小江流域断陷盆地为核心区，流域上游区为喀斯特槽谷与喀斯特峰丛分布区，中游为断陷盆地，下游为峡谷区，将重点研究示范区断陷盆地生态环境地质分异特征及其石漠化演变机理，对断陷盆地“五水”循环过程及水资源均衡进行分析，研发地表—地下水联合调控及水资源高效利用及优化配置技术，构建立体生态产业模式，集成泸西断陷盆地水土资源高效利用、石漠化生态治理—生态富民耦合调控技术，进行综合效益、适用性评价，在县域（流域）范围进行应用示范。

项目将重点解决3个重大科学问题：

一是地质—气候制约的断陷盆地生态系统运行规律及石漠化驱动机制。

针对断陷盆地急剧变化的地形、气候特点以及“盆—山”共存的环境地质结构，加之断陷盆地生态环境地质具有高度异质性，形成特殊的生态水文及其耦联的碳、氮、钙物质循环过程，影响和控制了区域喀斯特生态系统运行和石漠化的发生、演变过程，重点揭示地质—气候制约的断陷盆地生态系统运行规律及石漠化驱动机制，有效服务于断陷盆地水土资源高效利用，进行土壤侵蚀阻控，退化生态修复，生态产业模式构建。

二是断陷盆地地表—地下水、土过程与资源高效利用调控机理。

断陷盆地特殊的地质结构和水文地质条件，导致地下水埋深大，“土在楼上，水在楼下”，空间分布极不均匀又不配套，水资源以地下水为主，土壤资源集中分布在盆地平坝区。将对断陷盆地不同喀斯特形态影响水土过程、制约了水资源和土壤资源的开发利用机理等进行研究。

三是生态服务功能提升与生态产业培育协同机制。

基于喀斯特断陷盆地富钙偏碱的地球化学背景，导致喀斯特区植被具有喜钙性、旱生性、石生性。缺水少土导致立地条件差，生态恢复的难度大。生态服务功能的提升需要系统阐明植被退化与恢复生态学机制；生态产业涉及的物种与断陷盆地区域地质生态环境协同的生态学原理需进一步揭示；拟建立断陷盆地石漠化治理评价指标体系与评价方法。

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设置6个课题，系统研究石漠化演变机理及综合治理技术与示范

根据项目的重大科学问题、构建技术、生态产业模式等目标，本重点研发项目设置6个课题，拟系统研究石漠化演变机理及综合治理技术与示范。

《断陷盆地生态环境地质分异及石漠化演变机理》课题，将选择代表性的喀斯特断陷盆地石漠化区，定量刻画典型流域植被与水文过程交互作用，确立流域生态需水关键期及需水量，明确植被生态水文耦合过程对碳、氮、钙、水等物质传输的影响。在此基础上，解译喀斯特断陷盆地生态环境地质分异规律及其内在联系，揭示喀斯特断陷盆地生态环境地质分异与石漠化协同演变机制、生态系统演替趋势，为喀斯特断陷盆地石漠化区面向生态的水资源合理配置和生态功能恢复提供理论依据。

《断陷盆地地表、地下水资源高效利用与优化调控》课题，针对断陷盆地水资源以地下水为主、且埋深大、雨水集中、水资源时空分异大、水资源与土壤资源空间上分隔、时间上存在错位等突出问题，以泸西、建水、蒙自三个盆地为解剖对象，开展断陷盆地地表—地下水过程研究、资源高效利用调控技术研发，阐明断陷盆地流域尺度水文地质结构与水文过程，分析“五水（雨水、地表水、喀斯特表层带水、地下水、土壤水）”转换过程，研究喀斯特系统水均衡问题，研发地下水开发、地表水调蓄、雨水收储、水污染风险评估及水质修复、节水灌溉、土壤保墒等综合高效利用技术，探索断陷盆地水资源可持续利用管理技术途径提供科技支撑。

《断陷盆地土壤流/漏失阻控与质量提升》课题，选择蒙自、建水断陷盆地，针对喀斯特断陷盆地周边山地（陡坡带、高原面）土层浅薄不连续、土壤流/漏失严重、土地持续利用难等问题，查明陡坡带、高原面岩土组构与土壤生态特点，揭示土壤流/漏失驱动因素、土壤退化对石漠化演变的响应关系，及特色作物连作障碍机理，研发深根系乔—灌—草生物篱等阻控技术，消减土壤连作等障碍因子，提高土壤质量，为该区土壤资源抢救、保护与高效利用的有机结合提供理论和技术支撑，促进区域生态改善与生态富民。

《断陷盆地石漠化区植被恢复与功能提升》课题，针对断陷盆地生态环境地质分异、植被退化和石漠化程度严重等问题，以建水断陷盆地为主要对象，开展植被退化与恢复生态学机制研究，阐明断陷盆地高原面、坡面和盆地植被退化与恢复生态学机制，以生态系统服务功能提升为核心，研发喜钙、耐旱植物材料筛选与快繁技术、稳定群落构建与可持续性经营管理技术，构建仿自然植物群落与林—灌—草优化配置模式并示范，为喀斯特断陷盆地林草植被生态恢复提供理论和技术支撑。

《断陷盆地特色生态产业的培育、技术开发与示范》课题，针对断陷盆地光热资源丰富，但石漠化严重、水资源短缺、植被退化严重、产业单一、经济效益低下、生态产业欠发达、农民贫困等问题，以提升生态衍生产业发展为主要目标，选取蒙自市和泸西县作为课题研究区域，研发断陷盆地特色经济价值的林、灌、草植物品种种植技术，构建具生态经济效益的复合经济林—草（药）—畜（禽）等系统和复合水/干果技术模式，形成生态衍生产业模式并示范；研究市场潜力大的生物资源（塔拉等）与断陷盆地地质生态环境的适应机制，研发绿色产业提质增效加工利用技术，培育特色生物资源加工企业，为喀斯特断陷盆地的石漠化综合治理和农民脱贫致富提供科技支撑。

《断陷盆地石漠化综合治理模式与技术集成》课题，针对断陷盆地石漠化区生态治理—生态产业协同石漠化综合治理模式欠缺、石漠化综合治理效益评估缺乏等关键科学问题，开展断陷盆地石漠化治理技术集成与规范，断陷盆地石漠化治理模式集成与范式，断陷盆地石漠化治理县域示范与效益评价，断陷盆地石漠化区生态环境保护、资源综合开发利用建议与对策研究。集成水土资源高效利用、石漠化生态治理—生态富民耦合调控技术，形成基于生态服务功能提升的石漠化生态富民综合治理模式；对石漠化治理工程进行综合效益、适用性评价，并在县域（流域）范围进行应用示范，为断陷盆地退化生态修复和精准扶贫发挥技术支撑与示范引领作用，同时利用联合国教科文组织国际岩溶研究中心平台作用，积极开展国际科技合作，促进技术共享转化。

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重点研发6项关键技术，致力于改善我国老、少、边、穷地区区域生态环境质量

项目将重点研发6项关键技术：

一是大功率充电联合跨孔CT 成像准确定位地下河技术。

在断陷盆地区，地下水空间分布及运移规律复杂，难以定位，开采难度大。采用大功率充电联合跨孔彩色CT成像技术，可以降低噪音，提高识别分辨率，对地下水的空间分布进行准确定位。

二是流域尺度水土资源高效利用与优化调控技术。

从水资源承载力出发，集成地下水开发、地表水调蓄、雨水收储、水污染风险评估及水质修复、节水灌溉、土壤保墒等技术，达到地表地下水联合调配高效利用。从断陷盆地土壤属性出发，集成有机培肥、保护性耕作、特色作物连作障碍消减等土壤质量提升技术，达到土壤资源高效利用。

三是深根系乔—灌—草生物篱土壤流/漏失阻控及水土保持生态工程技术。

以具有丰富溶蚀裂隙喀斯特表层带和落水洞为单元，开展深根系乔—灌—草配置阻控土壤漏失试验，研发相关生物篱技术；引进传统土壤流失防治工程和生物措施，集成断陷盆地水土保持生态工程技术。

四是喜钙耐旱植物材料筛选与快繁及仿自然植物群落优化配置技术。

筛选喜钙、抗旱、抗风、耐瘠薄、保水保土固氮能力强等适宜优良植物材料，进行栽培试验；通过种、营养体、最适合环境营造等多技术途径，研发不同植物材料的快繁技术体系。

五是特色经济林—草（药）—畜（禽）复合系统构建技术。

重点突破断陷盆地石漠化修复的林下种草养牛（羊）与圈养技术、林—果—药复合经营技术、特色林（果、药）的种苗繁育与优质栽培技术。

六是生物资源利用提升与生态衍生产业培育技术。

从塔拉引种、栽培、适应性试验，到生物资源获取、生物产品研制，延长生态产业链，进行喀斯特特色资源利用加工企业的培育。

曹建华表示，项目参与单位囊括国土资源部、国家林业局、教育部、水利部、中国科学院等部门，覆盖了地学、生态学、林学、土壤学和水土保持学等学科，项目各研究团队均具有深厚的学术研究基础和很强的技术优势，为本项目的顺利执行奠定了坚实基础。

项目的实施地点与示范区位于我国老、少、边、穷地区，生态环境恶劣，项目将技术研发、试验示范与推广相结合、新技术与已有技术集成和组装相结合、生态效益与社会经济效益相结合，研发技术的应用推广将极大改善区域生态环境质量，使示范区土壤侵蚀模数降低20%~30%，示范区生态服务功能提高30％以上，推动相关生态衍生产业的发展，为生活在生态环境脆弱的断陷盆地区贫困农民提供新的发展机会，对促进少数民族地区的社会稳定具有巨大的社会效益。

岩溶地质专家现场研讨

由贵阳市出发，沿着国道G60上省道S45，一路向南，车行近4小时，是贵州省平塘县。

贵州省平塘县最近声名鹊起。因为这里建了迄今为止世界最大的单口径射电望远镜FAST工程。贵州大窝凼洼地是典型的喀斯特洼地，一大片漏斗天坑群，它就像一个天然的“巨碗”，可以架设望远镜，而且喀斯特地质条件可以保障雨水向地下渗透，而不在表面淤积，腐蚀和损坏望远镜。

然而，却很少有人知道，这一全球聚焦的伟大的天文工程却是集中体现了岩溶地质地貌景观综合利用的最典型的范例。更少有人知道，岩溶地质地貌对所在区域经济社会发展产生的系列影响。

在我国，岩溶地质地貌多分布于南方。包括云南、贵州、广西、湖南、湖北、重庆、四川和广东8个省（区、市）的部分地区，总面积达到78万平方千米。区内多为亚热带气候，湿热多雨。径流时空分布不均，丰水年和枯水年水量之比高达7倍之差。区域内极易发生洪涝或旱灾。

从区位角度看，西南岩溶区为珠江和长江流域的补给和径流区。珠江流域和西江主干流贯穿该区域南部，主要支流有南盘江、北盘江、红水河、柳江、右江、左郁江等；而长江中上游位于该区域的北部，主要有大渡河、岷江、嘉陵江、乌江、沅江和湘江等。而这些区域恰恰是珠三角、长三角和西部开发的几大战略区域的汇集区，区域位置非常重要。

相关专家表示，受地形、地貌和岩溶条件的控制，西南地区地表水和地下水在空间上分布极其不均匀，地表水具有支流少、切割深、坡降大等典型特征，对区域性供水十分不利；地下岩溶含水介质则以管道、大型溶蚀裂隙和溶蚀孔隙为主，具有极高的非均质性和各向异性特征。西南岩溶水系统范围较小，且分布分散，地表和地下水的分布、动态和转化特征完全不同于北方地下水系统，这也决定了开发利用条件和方式相较于北方更加复杂多样，应因地制宜，分类开发利用。

（一）

长期以来，西南岩溶地区亟待解决的水资源环境问题主要在4个方面：受全球气候变化和特殊岩溶地质条件影响，岩溶区干旱缺水严重，急需开展水文地质调查工作，查明水资源开发利用条件，为当地居民生活和经济发展提供必要的水资源保障。西南岩溶系统对水资源的调蓄能力较差，水土流失严重，导致岩溶石漠化，其综合治理需要水文地质和环境地质综合调查作为技术支撑。岩溶地区地下水质恶化，有部分地下河水质变差，给供水安全和当地居民健康带来安全隐患，急需解决地下水污染防治和水质保护问题。岩溶管道堵塞导致洼地排洪能力不足，岩溶内涝成为当地农村经济发展的制约因素。

但是，随着城镇化及交通工程建设的快速推进，环境受到的影响也在日趋明显。

中国地质调查局“岩溶地区水文地质环境地质综合调查”工程首席专家蒋忠诚表示，目前，西南岩溶面临石漠化、岩溶塌陷、植被退化、水土漏失、干旱、内涝、水污染等一系列环境问题。石漠化地区已经无土可流。且气候变化导致的地质灾害、生物入侵、地下水药物污染、作物连作障碍等新的生态环境问题也应高度重视。

中国地质调查局地质科学院岩溶地质研究所资源研究室主任夏日元也表示，受全球气候变化和特殊岩溶地质条件影响，岩溶地区干旱缺水严重。

数据显示，2009年秋至2012年，西南地区持续发生严重干旱，仅云南、贵州和广西有1900多万人饮水困难，1亿多亩耕地受旱，直接经济损失 250多亿元。截止2010年，贵州全省仍有1299.8万农村人口饮水不安全，其中水质不达标人口9.4369万人；全省耕地2358万亩，尚有1461.43万亩旱地无水浇灌。而在云南，2010年旱灾造成2702万人受灾，965万人、619万头大牲畜饮水困难，744条中小河流断流、564座小型水库和7599个小坝塘干涸，农作物受灾4740多万亩。在广西，饮水不安全人口1779.64万人，无灌溉设施耕地面积4330万亩；万亩以上岩溶旱区共有83片，总面积643.14055万亩，其中干旱片57片共464.45705万亩，既旱又涝26片共178.6835万亩。

夏日元表示，岩溶地质的特点是既旱又涝，洪涝灾害频发，给人民生命财产安全带来了威胁，急需查明洪涝分布、规模、产生原因，提出洪涝灾害治理措施或方案。岩溶管道堵塞，洼地排洪能力不足，岩溶内涝成为农村经济发展的制约因素。同时，水土流失与石漠化问题严重。江河上游生态功能区石漠化治理、生态恢复与保护规划需要水文地质和环境地质综合调查技术支撑。目前，石漠化整体上呈改善趋势，已经由1999年11.4万平方千米减少到2015年9.2万平方千米，平均每年减少1.2%。但局部地区石漠化恶化现象严重。岩溶石山地区经济发展缓慢，居民生活困难，为西南地区主要的贫困分布地区。以水资源有效开发利用为龙头，以生态经济综合发展为模式，可以促进扶贫攻坚工作的进程。需要综合集成岩溶地质、水文地质、环境地质和农业地质等地质背景资料，建立水资源开发利用、经济发展和生态环境保护可持续模式。另外需要特别关注的问题是，国家重点生态功能区生态环境恶化。岩溶地下水污染越来越严重，地下河水质变差，给供水安全和人民生命健康带来了安全隐患。急需解决地下水污染防治和水质保护问题。近20年来，部分地下河水质变差，且岩溶地下水深埋于地下，污染具有隐蔽性，处理难度大。

（二）

在距离平塘县克度镇不远的地方，早在2005年，由中国地质调查局地质科学院岩溶地质研究所主导的巨木地下河开发示范工程就已经建成应用。

巨木地下河为大小井地下河系统中游，发源于惠水县抵季乡和羡塘乡，于平塘县塘边镇巨木寨集中排泄。示范工程由地下水开发工程、洪涝洼地治理工程及农业种植3部分组成。其中地下河开发工程又包括了蓄水、提水和输水3个部分。

平塘县国土资源局和平塘县水利局于2008年联合发布的关于巨木地下河示范工程成果应用评估报告中这样评价道：“地下河出口一下6000亩农田在有了稳定的灌溉水源后，可增收粮食90万千克/年。按照当地市场价格测算，仅农业生产一项就可以实现经济增收171万/年，其中还不包括地下河开发带动的其他经济收益。在巨木地下河流域中，利用石漠化治理地学模式对环境综合治理、石漠化综合治理取得了良好的社会效益、经济效益和环境效益，石漠化得到了有效的控制。”

事实上，在超过10年的时间里，中国地质调查局地质科学院岩溶地质研究所一直为解决上述问题而努力。

2003年～2015年，中国地质调查局地质科学院岩溶地质研究所联合西南8省地勘单位及有关科研院所、高校等30多家单位，开展“西南岩溶地区地下水与环境地质调查综合研究”、“西南岩溶石山地区地下水及环境地质调查”、“西南岩溶地区水文地质环境地质调查”、“南方岩溶水文地质环境地质综合调查与整治示范”计划项目，共完成1∶5万水文地质调查面积25万平方千米，综合地球物理探测90000点，岩溶洞穴探测60000米，水文地质钻探68000米。查明了工作区水资源开发利用条件，制订了岩溶水资源开发利用方案和地质环境综合整治区划。选择典型地段进行了岩溶地下水开发利用和生态环境综合治理示范，建立了地下水开发利用和生态环境综合治理模式，解决了620万人饮水困难，为西南岩溶干旱缺水区水资源合理利用、石漠化治理和生态环境保护提供了技术支撑。

据蒋忠诚介绍，目前，正在实施的国家岩溶环境治理项目《岩溶地区石漠化综合治理规划大纲》（2006-2015） 是以县为单位，共有451石漠化县纳入规划，涉及面积105.1万平方千米，主要实行封山育林育草、人工造林、改良草地、人工种草、发展草食畜牧业、基本农田建设和配套水利水保设施“六大工程”。这一项目从2008年100个试点县算起，到2014年已经扩大到314个县，石漠化治理区面积7万平方千米。中央财政共投入77亿元。云南、贵州、广西、四川、湖南、湖北、重庆、广东石漠化分布的8省区自2000年到2015年石漠化共减少21502平方千米。50％的区域植被覆盖度增加，植被覆盖率提高了6.22%，森林覆盖率增加10.29%。金银花、花椒、火龙果、文山三七等生态种植业得到培植与发展，也带动了很多地区生态旅游产业的兴盛。岩溶水开发工程解决了1000多万人的饮水和一些耕地的灌溉问题。促进了新农村建设的开展；形成了一批综合治理有效模式和经验。

另据了解，而在其他生态环境治理方面，国家也投入了相当大的力度。21世纪以来，在西南岩溶区还实施了退耕还林工程，长江、珠江防护林工程，“长防”和“长治”工程、“珠治”试点工程，以及国土资源大调查、国家科技计划、抗旱打井工程，各省的土地整理工程等。

当前，中国地质调查局地质科学院岩溶地质研究所已经形成了6大特色业务，并且成果迭现。一是创立了岩溶动力学。将全球气候变化引入现代岩溶学研究，认识到岩溶作用具有短时间尺度特点，在全球碳循环中具有重要意义。石笋气候变化记录研究达年际精度，解释了岩溶碳循环的主要过程与碳汇稳定性影响因子，提出了人工固碳增汇新途径，可为应对气候变化及实现碳减排做出潜在贡献。二是岩溶生态理论与技术支撑石漠化治理。查明了中国西南石漠化分布、成因、演变及危害，明确了显著石漠化的县域和八大典型区域。建立了广西马山弄拉、平果果化等综合治理示范基地，率先阐明岩溶生态系统、石漠化、水土流失的概念和评价方法，创建了石漠化综合治理模式和技术体系，为岩溶生态修复和精准扶贫提供依据。三是岩溶地下水资源调查为饮水安全提供保障。针对岩溶地区干旱缺水问题开展水文地质综合调查研究，查明了岩溶地下水分布规律和开发利用条件，建立了岩溶地下河系统水循环理论，提出岩溶地下水有效开发利用模式。为岩溶石漠化、地下水污染等环境地质问题治理提出有效措施，探索了水资源利用与生态恢复、经济发展协同途径。通过示范推广直接服务于脱贫攻坚，为饮水安全提供保障。四是岩溶塌陷调查服务岩溶区城镇化和重大工程建设。针对具有隐蔽性和突发性特点的岩溶塌陷地质灾害问题，开展岩溶塌陷调查评价、监测预警和早期识别技术研究，形成中国岩溶塌陷调查评价技术方法体系，为岩溶地区城市规划建设、新型城镇化建设和重大工程建设的地质环境安全提供有力保障。五是岩溶景观与洞穴调查研究支撑世界遗产保护。建立完善了岩溶景观与洞穴发育演化理论和评价方法体系，完成20多处世界遗产、地质公园申报，为岩溶地质遗迹保护和开发利用、生态文明建设和脱贫攻坚提供科技支撑。六是油气藏岩溶储层研究助力油气勘探与开发。以塔里木盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地及渤海湾盆地为研究对象，建立不同地貌单元岩溶发育模式与地震形影模式，研究古岩溶发育分布对油气岩溶储层的控制，建立了碳酸盐岩岩溶储层形成与演化地质模式，实现了对油气聚集有力的岩溶储层预测，对碳酸盐岩油气勘探与开发提供地质理论依据。

（三）

中国地质调查局地质科学研究院岩溶地质研究所所长刘同良表示，岩溶地区资源环境问题突出，制约着经济社会的发展。科技创新不仅有助于解决和应对岩溶地区的资源环境问题，也将推动岩溶科学的发展，服务我国生态文明建设。当前，岩溶研究面临一系列科技创新方面的挑战。比如，如何落实地球系统科学在岩溶学中的应用，发挥我国岩溶研究的地域优势，探索我国岩溶关键带的特征和重要过程；如何加强岩溶作用应对全球变化、岩溶碳汇速率和稳定性的研究，建立应对极端气候的长效机制；怎样考虑古纬度和古气候对古岩溶形成的影响；如何深入探索微生物对深部碳酸盐岩岩溶形成的作用；如何系统梳理和总结我国石漠化治理工程的经验和存在的问题，更好地指导下一步的治理工作，思考从南北方岩溶分界线的角度开展岩溶自然遗产地的申报工作；如何将现代大数据等技术运用到岩溶资源环境、水文地质研究中，做好地质灾害的预警预报和应对资源短缺问题的研究，服务国家需求等等。

夏日元表示，事实上，从解决问题的具体层面，岩溶环境治理也取得了部分重要的科技创新成果。一是建立了岩溶环境监测研究技术体系：自动化监测仪器，自动化监测站，便携式监测仪器。岩溶环境条件、水化学、碳循环观测和试验；岩溶塌陷自动化监测；查明了21世纪以来石漠化环境演变规律。石漠化面积由逐年增加演变为下降，总体趋势好转；区域发展不平衡，局部地区石漠化进一步恶化。二是查明岩溶作用驱动元素迁移，形成特殊岩溶环境。从岩溶动力系统驱动元素迁移的角度，揭示了岩溶环境富钙、偏碱的特点及其制约土壤营养元素的有效性、影响植物和农作物生长的规律，成为因地制宜选择适生树种治理石漠化的理论基础。三是揭示了岩溶环境的空间异质性。但从更高层面来看，岩溶环境研究科技创新仍然面临诸多尚未解决的问题。比如区域生态功能没有形成；多数生态产业缺乏持续性；水土漏失没有得到治理；缺水困难没有根本解决；对新的环境问题缺乏对策等。仅就西南岩溶生态脆弱区地下水而言，水文地质具有岩溶发育与控制因素的复杂性、岩溶分布的非均一性、岩溶含水介质多重性、岩溶水流的多相性、动态变化的剧变性、水资源开发的调节性等特点。由此，解决岩溶地区地下水资源环境问题，必须首先解决天然水资源量大，开发利用率低的问题。目前，西南岩溶地区地下水可开采资源量534亿立方米/年，现开采量仅66亿立方米/年，开发利用潜力巨大。

目前，中国地质调查局地质科学院岩溶地质研究所针对不同类型区开发条件，提出了堵洞成库、建柜蓄水、抽水调节和束流壅水4种岩溶地下水有效开发利用模式，通过示范推广，直接服务于脱贫攻坚。拦截地下河形成地下调节水库5座，地表溶洼成库2处，钻探成井300多眼，表层岩溶水调蓄20余处，开挖浅井50多口，应急抗旱打井2800多口，解决了620多万人饮用水、100万多亩耕地的灌溉用水问题。例如，岩溶峰林平原区开发利用浅层地下水与节水生态农业模式。利用峰林平原浅层岩溶化强、储水性和透水性好的特点，在农作物需水的干旱季节，开采地下岩溶径流带水资源，形成调节空库容，雨季来临后通过天然降水入渗而恢复地下库容；通过喷灌、滴灌、移动式灌溉等节水灌溉技术的应用，提高水资源利用率。宾阳县黎塘镇谢村桥美示范区，通过开发表层岩溶系统地下水，建设以蔬菜为主的高效农业基地，年产值达1300多万元，增收20％～30％。再如溶丘洼地区堵洞引水与庭院经济模式。在地下水补给区的高位洼地，选择岩溶管道集中发育的部位，堵洞形成地表——地下联合水库；径流区开凿隧洞，拦截地下河，引水灌溉和发电。贵州省巨木地下河岩溶水开发示范工程。在地下河出口处筑坝拦蓄地下水成库，库容239.2万立方米地下水库、300立方米的高位蓄水池、水轮泵站。解决了区内5000余人和10000余头大牲畜的饮水、缓解了6000余亩农田缺水灌溉。

（四）

不可否认，所有环境地质问题都与人有关。所以，一切地质环境研究都必须“以人为本”。

国家发展研究院瑞意高等研究所城市与环境学院土地科学中心蔡运龙教授就表示，岩溶地区的地质环境当前面对诸如岩溶区地下水循环转化、岩溶地下水污染、水土流（漏）失与石漠化、石漠化综合治理与生态修复、岩溶生态脆弱区水资源开发利用等多个问题，但可以更广义地归纳为两大问题：即石漠化治理模式的可推广性和石漠化治理模式的可持续性；退化土地生态重建的社会工程途径。但是，必须意识到，生态系统退化表面上是生态环境问题，归根结底是社会发展问题，要从社会经济方面寻求根本的解决途径。只有社会经济发展了，才能改变“土里刨食”那样对土地（生态系统）的严重依赖，进而解除人类活动对生态系统的干扰。

他认为，欲使农村人口尤其是岩溶分布区的农村人口摆脱掠夺土地（生态系统）的状况，需要提高人口素质，掌握其他的生存和发展手段。教育与培训的作用至关重要。生态修复工程项目的投资不要只用在“地”上，而需要把更多的财力和科技投入到“人”的能力建设上。